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阴阳离子交换树脂简析

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阴阳离子交换树脂简析


  阴阳离子(ion)交换树脂简析
  离子交换树脂是具有网状立体结构(Structure)的高分子(Molecule)多元酸(Acerbity)或多元碱(Alkali)的聚合物。离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。阴离子交换树脂离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.1~1mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、对阴离子的吸附。阳离子交换树脂是一种化学物质,主要用于制造精糖和高级食用糖浆的提纯。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.5~1.0mm。网状结构的骨架一般十分稳定(说明:稳固安定;没有变动),与酸、碱及某些有机溶剂(性状:透明、无色的液体)和一般弱氧(Oxygen)化剂都不起作用(role),对热也比较稳定。在其网状结构的骨架上有许多可电离、可被交换的基团,如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基 (—NROH)等,正由于这些基团的存在,才使树脂具有离子交换能力。
  离子交换树脂的种类很多,常用的是聚苯乙烯型离子交换树脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形网状结构,其中二乙烯苯是交联剂。经浓硫酸(化学式:H2SO4)磺化后,即制得聚苯乙烯型磺酸基阳离子交换树脂。
  如果用其它基团代替磺酸基,就可以得到一系列阳离子交换树脂。例如—COO
  H、—OH等。这些基团上的氢(Hydrogen)离子可被样品溶液(róng yè)中的阳离子交换。
  阴离子交换树脂具有与阳离子交换树脂同样的有机骨架,只是在骨架上引入了可离解的碱性(alkaline)基团,如—N
  H、—N
  H、—NHR等。这类树脂若用NaOH溶液处理(processing),则发生交换反应(reaction)而转变为—OH型阴离子交换树脂。其反应(reaction)如下:
  R—N(CH)Cl + OH ====== R—N(CH)OH + C1
  这些基团上的氢氧根离子可被样品溶液中的阴离子交换。
  阳树脂分弱树脂和强树脂两大类。分子式H-R(当然也可以是Na-R型), H就是氢离子(氢的核素氕可以看作质子)。树脂高度约0.8米到1.6米。当水从上向下,通过树脂层时,水中的阳离子与树脂的H离子发生交换,树脂最上层是铁钙(Ca)镁(化学式Mg)离子,接着是钾(Potassium)钠(Sodium)氨离子。
  出水水质是酸性(acidity)的,氢离子浓度指数一般小于3。当运行(Windows)约一天左右时,出水开始出现钠离子(由钠原子失去最外层的一个电子得到的),表示反应(reaction)到了终点,需要用酸(HCl)反洗,将钠钙离子再置换出来。
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  阴阳树脂
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